Министерство цифрового развития, связи и

массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Информатика»

Курсовая работа по дисциплине «Алгоритмы и алгоритмические языки»

на тему «Электронные средства сбора и обработки информации»

Выполнил студент группы БФИ2102

Батурцев А.С.

Проверил: доцент кафедры «Информатика»

к.п.н. Гуриков С.Р.

Москва

2021

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ............................................................................................................................. 11

1.1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ ..................................................................................................................... 11

Автоматизация предприятия является не самоцелью, а средством по снижению заранее сформулированных

результатов, таких как: .............................................................................................................................................. 11

1.2. ИНТЕРФЕЙСЫ....................................................................................................................................................... 20

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ................................................................................ Error! Bookmark not defined.

2.1 Компьютерные сети............................................................................................................................................. 42

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................................................................. 58

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время технический прогресс

требует для работы любого предприятия использование средств

автоматизации, основанных на раз-личных системах сбора и обработки

информации. Эти системы позволяют как автоматизировать непосредственно

управление предприятием, так и обеспечивать контроль различных

технологических процессов, исполь-зуемых в основной деятельности

предприятия.

Уже давно люди поняли необходимость постоянного сбора

информации. Чтобы как-то упорядочить и облегчить себе этот сбор, было

придумано:

· справочники;

· каталоги;

· специализированные издания;

· реферативные журналы;

· обзоры и тематические монографии;

· стенограммы и протоколы собраний;

· конспекты.

Людям, жившим до второй половины XX века, информации из этих

источников было вполне достаточно. Ситуация стала меняться с 60-х годов

XX века. Благодаря глобализации общества и появлению новых средств

доставки информации выяснилось, что как традиционные, так и новые

средства доставки информации дают неполную (в худшем случае -

тенденциозную) информацию либо устаревшую, в любом сообщении будет

содержаться лишняя (иногда даже противоречивая) информация, поэтому

совершенствуется техника отбора, сортировки, анализа и представления

информации.

Объект исследования, проведённого в рамках данной курсовой работы,

является информация по Электронным средствам сбора и обработки

информации.

Предметом исследования проблемы автоматизации предприя-тий и

организаций, основные принципы построения систем сбора и обра-ботки

данных, а также программные и аппаратные средства, используе-мые вэтих

системах.

Цели работы и задачи исследования. Цель работы – изучение

технических средств и специального программного обеспечения различных

типов автоматизированных систем управления (АСУ).

Методы исследования. Для решения поставленных задач были

использованы теоретические методы исследования. Теоретическую основу

исследования составили труды в области электронных средств А. А. Вальке,

В.А. Захаренко.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Введение

Областью применения разрабатываемого программного продукта

является углубленное изучение, а также контроль качества усвоения

студентами основных определений, принципов и особенностей,

используемых электронных средств.

2. Основание для разработки

- лист утверждения тем крсовых работ, подписанный

руководителем: доцентом кафедры «Информатика» Московского

технического университета связи и информатики Гуриковым С.Р. от

05.02.2022;

- Электронные средства сбора и обработки информации -

3. Назначение разработки

Разрабатываемый программный продукт предназначен для изучения и,

последующем, контроля качества усвоения студентами основных

определений, принципов, методов, используемых .

4. Требования к программе или программному изделию

4.1. Требования к функциональным характеристикам

- обеспечить конечному пользователю удобный, корректно

работающий и интуитивно понятный интерфейс приложения;

- сформировать компактный и информативный конспект и, основанную

на конспекте, тестовую часть;

- вывести пользователю читабельный конспект, основанный на

теоретическом материале по теме;

Программная разработка должна быть написана в четком

соответствии с материалами занятий по дисциплине «Алгоритмы и

алгоритмические языки». Структуру программного кода тестовых

вопросов изменять нельзя, она должна соответствовать материалам

занятий.

Студенту, за счет часов самостоятельной работы, разрешается

заниматься дополнительным поиском информации с целью

расширения возможностей своей программной разработки, с

последующим описанием их в пояснительной записке.

4.2. Требования к надежности

Разрабатываемое программное обеспечение должно быть

спроектировано таким образом, чтобы обеспечить защиту и надежную

работу при наличии ошибок во входных данных и/или от некорректных

действий

пользователя - предполагается, что программный продукт должен быть

спроектирован таким образом, чтобы внутренняя или внешняя

(некритическая для системы) ошибка не приводила к аварийной остановке.

4.3. Условия эксплуатации

Климатические условия эксплуатации, при которых должны

обеспечиваться заданные характеристики, должны удовлетворять

требованиям, предъявляемым к техническим средствам в части условий их

эксплуатации.

Программа будет работать в температурном режиме от + 5 до + 35 °C

при относительной влажности 90 % и атмосферном давлении 462 мм. рт.ст.,

поскольку такие условия приблизительно соответствуют условиям

эксплуатации современных компьютеров непромышленного исполнения.

4.4Требования к составу и параметрам технических средств

Для корректной работы программного продукта вычислительная

система должна обладать следующими характеристиками:

- процессор с тактовой частотой не ниже

- оперативная память объемом не менее

- периферийные устройства: клавиатура, мышь;

- монитор с разрешающей способностью не ниже

- жесткий диск объемом не менее ;

- желательно наличие принтера для печати отчета.

Для корректной работы вычислительной среды необходимо наличие

системного программного обеспечения, основным элементом которого

является операционная система. В связи с тем, что Мicrosoft является

лидером

в сегменте продаж операционных систем, то целесообразнее

использовать операционную систему семейства Windows не ниже Windows 8.

4.5 Требования к информационной и программной совместимости

Требования к информационным структурам (файлов) на входе и

выходе не предъявляются.

Исходные коды программы должны быть реализованы на языке Visual

C++. В качестве интегрированной среды разработки программы должна быть

использована среда MS Visual Studio.

Системные программные средства, используемые программой, должны

быть представлены лицензионной локализованной версией

операционной Системы.

4.6 Требования к маркировке и упаковке

Программа поставляется в виде программного изделия - внешнем

флеш-

носителе.

Программное изделие должно иметь маркировку с обозначением

товарного знака компании-разработчика, типа (наименования), номера

версии, порядкового номера, даты изготовления и номера сертификата

соответствия

Госстандарта России (если таковой имеется). Маркировка должна быть

нанесена на программное изделие в виде наклейки. выполненной

полиграфическим способом с учетом требований ГОСТ 9181-74.

Упаковка флеш-носителя - пакет для хранения.

Упаковка программного изделия должна проводиться в закрытых

вентилируемых помещениях при температуре от плюс 15 до плюс

40 °С и относительной влажности не более 80 % при отсутствии агрессивных

примесей в окружающей среде.

Подготовленные к упаковке программные изделия укладывают в тару,

представляющую собой коробки из картона. Для заполнения

свободного

пространства b упаковочную тару укладываются прокладки из

гофрированного картона или пенопласта. На верхний слой

прокладочного

материала укладывается товаросопроводительная документация

упаковочный лист и ведомость упаковки.

4.7 Требования к транспортированию и хранению

-транспортировка разрабатываемого программного продукта

должна осуществляться студентом в назначенный срок по указанию

преподавателя, принимающего результаты курсовой работы;

-ответственным за хранение программного продукта является

студент;

-результаты выполненной работы хранятся на кафедре

«Информатика» в течение года.

5. Требования к программной документации

Предварительный перечень программной документации:

-пояснительная записка к курсовой работе, оформленная в

соответствии с ГОСТ 7.32-2001; 01;

6. Технико-экономические показатели

В данной работе не рассчитываются.

7. Стадии и этапы разработки

Стадии и этапы разработки определены в план-графике выполнения

курсовой работы

8. Порядок контроля и приемки

- контроль и приемка программного продукта осуществляется в

течение семестра поэтапно в соответствии с план-графиком;

- курсовая работа подлежит защите, в ходе которой студент

представляет свою разработку;

- в случае невыполнения план-графика, студенту могут быть

выданы дополнительные задания;

в случае регулярного невыполнения план-графика, студенту

может быть выдано задание на защиту курсовой работы, в ходе

выполнения

которого он обязан продемонстрировать свои практические навыки;

- оценку программного продукта производят преподаватели,

осуществляющие проверку курсовых работ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

1.1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

Автоматизация предприятия является не самоцелью, а средством по

снижению заранее сформулированных результатов, таких как:

- обеспечение рентабельности предприятия; улучшение качества

продукции: - увеличение выпуска готовой продукции: - упр управление

технологическими процессами. Внедряемые системы аетоматизации должны

поддерживать принатые на предприятии правила ведения документации и

используемые технологии. При внедрении новых систем автоматизации

ракомендуется использовать комплексный подход к решению возникаюших

проблем путем использования уже сушествуюших информационных баз

предприятия. Проектирование отдельных частей системы ведется в расчете

на их функционирование в составе будущей единой информационной

системы предприятия.

Это вовсе не означает одновременной автоматизации всех отделов и

служо, а также полное прекрашение функционирования сушествующих

систем. Создание новой информационной системы проводится поэтапно в

разках разработанной стратегии. В первую очередь модернизируются

критические и базовые участки или участки без автоматизации. На каждом

этапе автоматизации достигаются определенные результаты и создается

основа для следующего шага в автоматизации предприятия.

Системы автоматизации по решаемым запачам можно классифициро-

вать на две группы:

- эко экономические, административные и погистические; -

технологические и производственные. Первые относятся к административно-

хозяйственной, а вторые -

к производственной деятельности предприятия.

К первой группе систем автоматизации принадлежат так назывземые

ERP-системы, или автоматизированные системы управления предприятием

(АСУП).

ERP-системы являются результатом развития управленческих и ин-

формационных технологий.

В 60-х годах вычислительная техника начала использоваться для

автоматизации различных областей деятельности предприятий. Первыми

системами автоматизации управления предприятиями были MRP-системы

(MRP - Material Requirements Planning). MRP-системы - это системы

планирования потребностей в материалах. В основе функционирования таких

систем лежит понятие производственной программы производства (MPS -

Master Production Schedule) и спецификации изделия (BOM - Bill Of

Materials). Спецификация показывает входящие в изделие компоненты и

материалы, а производственная программа содержит информацию о

номенклатуре и количестве изделий, которые запланированы к выпуску, а

также о времени, необходимом для их изготовления. При помоши BOМ и

MPS спецификация разбивается на отдельные узлы и модули для получения

ин- формацин о колнчестве необходимых матерналов и компонентов для

производства заданного количества готовых изделий. Затем на основе этой

информации формируется пакет заказов на закупку необходимых материалов

и производство комплектующих. Кроме того, в данном процессе учитывается

информация о запасах материала и компонентов на складах предприятия.

Использование систем MRP позволяет предприятиям повысить

эффективность производственного цикла, снизить уровень запасов

материалов и сырья на складе и соответственно уменьшить плошади

складских помешений, сократить сроки выполнения заказов.

В 80-х годах MRP-системы зволюционировали в системы

планирования производственных ресурсов предприятия (Manufacturing

Resource Planning), называемые из-за схожести аббревиатур MRP II.

В отличие от MRP-систем, MRP II-системы были предназначены не

только для планирования производственных ресурсов предприятия, но и для

управления финансовыми и кадровыми ресурсами.

Системы планирования ресурсов предприятия (ERP-системы) стали

следуюшей ступенью развития MRP- и MRPII-систем.

ERP (Enterprise Resource Planning) переводится как планирование

ресурсов предприятия. Эта система предназначена для идентификации и

планирования всех ресурсов предприятия, которые необходимы для осу-

шествлення хозяйственной деятельности предприятия.

Основное назначение ERP-систем - это интеграция всех отделов и

функций компании в единую систему, которая сможет обслуживать все

нужды отдельных подразделений.

ERP-системы пришли на смену старым разрозненным компьютерным

системам по управленню персоналом, финансам, логистике, контролю над

производством и др. Такие системы чаще всего состоят из программных

модулей, которые выполняют функ старь систем. Модули, обслуживающие

финансы, производство, становятся связанными, и информацию из одного

модуля можно передавать в другой или просматривать из другого. Чаше

всего ERP-системы являются достаточно гибкими и легко настраиваемыми,

их можно устанавливать отдельными модулями, не приобретая сразу весь

пакет.

B ERP-системах данные различ подразделений хранятся в единой

базе данных, поэтому вся информация может быть видима всеми

службами. Но на практике чаще всего делают разграниченный доступ к

данным. то есть каждая служба видит и может модифицировать только те

данные, которые необходимы им для нормального функционирования.

Остальные данные являются для них закрытыми.

В последнее десятилетие успешное развитие Internet-технологий

позволило предприятиям обмениваться данными и документами с

покупателями и контрагентами. Новые функции работы с интернетом,

которые появились в современных интегрированных системах управления,

выходят за традиционные рамки ER.P, замкнутой внутри производственного

цикла предприятия. Внедрение в традиционные ERP-системы предприятия

ин- тернет-решений привело к созданию новой организационной и

управленческой системы. В результате этого появилась концепция систем

нового поколения - ERP II (Enterprise Resource and Relationship Processing) -

управление ресурсами и внешними отношениями предприятия. Такие

системы имеют две ветеи управления внутреннюю - управляющую

внутренними процессами предприятия, и внешнюю - управляющую

взаимодействиями со сторонними организациями. Внутреннюю ветеь

управления принято называть back-office - внутренняя система, а функции

взаимодействия с енешними органие иями - front-office - внешняя система

Примерами ERP-систем являются ERP-галактика, различные системы

фирмы 1C, Oracle JD Edwards и другие системы.

Так, например, Oracle JD Edwards включает в себя следующие мо-

дули [1]:

управление продажами управление закупками; управление запасази и

складами; управление неденжимостью; техническое обслуживание и

ремонты; управление финансами; управление производством; управление

проектнымн работами; управление взаимоотношениями с клиентами (crm);

управление персоналом; управление вырашиванием; производственная

безопасность.

При При этом на предприятии можно установить как все

перечисленные

модули, так и часть модулей, в заеисимости от решаемых запач и

структуры предприятия.

MES (Manufacturing Execution System) - испо: лнительная система

производства. Такие системы координируют, анализируют и оптимизируют

выпуск продукции в рамках какого-либо производства.

MES-системы оперируют исключительно производственной инфор-

машией, что позволяет корректировать производственное расписание е

течение рабочей смены столько раз, сколько это необходимо. За счет этого

MES-системы позволяют оптимизировать производственный процесс и

спелать его более рентабельным.

MES-системы собирают и обобщают данные, полученные от

различных технологических и производственных систем, выводят на уровень

экономических, административных и логистических систем организацию

всей производственной деятельности, начиная от формирования

производственного заказа и до отгрузки готовой продукции на склады. Это

достигается за счет связи в реальном времени производственных процессов с

6 с бизнес-процессами предприятия, что ведет к улучшению финансовых

показателей предприятия.

Таким образом, MES - это связующее звено между ERP-системами и

производственной пеятельностью предприятия на уровне цека, участка или

производственной линии.

На рис. 1.1 показана схема информационно-управляющей структуры

производст одственного предприятия.

erf-ктены

хозяйственное улан- пегвие (Пухтаптерия, калры)

MES-casio

Утравветие троетвелстиим (Ру- коеодителе проиводитвы)

SCADA-систем

Производственный участки, яин

коны (Цека.

Рас. 1.I. Схема информационно-управляющей структуры

производстванного предприятия

Примерами MES-систем могут служить SIMATIC IT, #ОБОС,

YSB.Enterprise.Mes, PolyPlan-системы [2, 3].

Система SIMATIC IT фирмы «Сименс» состоит из следующих

модулей: SIMATIC IT Production Suite - апро системы SIMATIC IT. SIMATIC

IT Historian - модуль сбора, расчета и аркивирования данны

событий и тревот.

SIMATIC IT Unilab - модуль управления лабораторными исследовани-

ями.

SIMATICIT Intersрес - модуль управления спецификациями продукта.

SCADA-системы относятся ко группе технологических и производ-

стванных систем. Еще такие системы называют автоматизированными

системами управления технологическими процессами (АСУТП). SCADA-

система расшифровывается как Supervisory Control And Data Acquisition -

система супераизорного управления и сбора данных) и звляется системой

управления и контроля, содержашей программные и аппаратные средства,

взаимодействуюшие между собой через локальные и глобальные сети.

SCADA-системы позволяют решать следуюшие задачи:

отображение на экране дисплея различной первичной информа-

ции, полученной с помощью различных датчиков;

вычисление различных параметров на основе информации, полу-

ченной от первичных датчиков;

дистанционное управление отдельными меканизмами и системами с

использованием возможностей автоматизированного рабочего места (АРМ);

- поддержание заданного технологического процесса; отслеживание и

оповешение об аварийных ситуациях; посуточное архиенрование результатов

работы системы с возможностью вывода архивированной информации на

экран и ее распечатки по

запросу.

Выполнение функций SCADA-системы структурно распределено

между промышленными контроллерами и автоматизированным рабочим

местом (APM) оператора. Чаше всего в SCADA-системах выделяют три

уровня.

Верхний уровень (уровень 3) - это комплекс, состояший из аппаратуры

связи и специализированных АРМ на базе персональных компьютеров.

Комплекс предназначен для приема и обработки текушей информации о

работе различных узлов и агрегатов, выявления нештатных (аварийных)

ситуаций, анализа принятой информации оператиеным персоналом с целью

обнаружения причин неудовлетворительной работы и планирования

профилактических мероприятий.

Средний уровень (уровень 2) - это совокупность специализированных

APM на базе персональных компьютеров и малогабаритных промышленных

контроллеров. Контроллеры среднего уровня выполняют функции устройсте

связи с объектом управления и используются для обеспечения сопряжения

верхних и нижних уровней. На этом уроене выполняется анализ состояния

объектов контроля, управление и прием данных с устройств нижнего уровня,

передача принятой информации на верхний уровень системы, производится

предварительная обработка информации, полученной с нижнего урсеня и

обеспечивается связь с верхнны уровнем системы.

Нижний уровень (уровень 1) - это различные интеллектуальные

устройства на основе микропроцессоров, иначе называемые

интеллектуальными датчиками, которые обеспечивают сопряжение с

объектом. Аппаратура этого уровня чаше всего объединяется в локальную

сеть микроконтроллеров и обеспечивает прием и обработку полученных с

измерительных приборов и датчиков сигнализации информационных

сигналов. а также выдачу управляющих воздействий и сигналов. Аппаратура

низне- го уровня управляется ко: плерами среднего уровня

Верхний уровень состоит из набора различных програмыных средсте,

позволяющих проектировать и запускать в реальном времени прикладное

программное обеспечение системы. Предоставляется возможность

разработки прикладных систем автоматизации в графических редакторах,

поставляемых еместе с системой, без программирования на машинных

языках. Это позволяет разрабатывать интерфейс пользователя, удобный

оператору для различных текнологических процессов.

Для организации единой информационной базы хранения информа-

цин используются различные системы управления базами данных

(СУБД позволяющие создавать базы данных. Использование СУБД

позволяет создавать аркивы ведения технологических процессов,

анализировать их и получать к ним удаленный доступ по локальной или

глобальной компьютерной сети.

В процессе подготовки к зксплуатации в этих системах

предусматривается настройка базовой системы на конкретный объект

управления (различное количество и сочетание каналое ввода вывода и

другие параметры). Кроме того, програмыное обеспечение должно

визуализировать информацию о процессах, проискодяших на объектах

управления в режиме реального времени, а также осуществлять

дистанционное управление технологическим процессом.

Программное обеспечение среднего уровня позволяет предварительно

обрабатывать полученные данные, передавать соответствующую

информацию на верхний уровень, управлять аппаратурой нижнего уровня.

Модернизация прикладного ПО облегчается за счет использования средств

замены фрагментов программного обеспечения дистанционно, используя

последовательный интерфейс или локальные компьютерные сети.

Одним из наиболее распространенных пакетов SCADA-систем

является инструментальный пакет InTouch фирмы Wonderware [4] . Этот

пакет состоит из различных программно-инструментальных средств, которые

предназначены для разработки автоматизированной системы

промышленного применения. Пакет InTouch позволяет разрабатывать

системы контроля за работой предприятия и наблюдения за различными

параметрами технологических процессов. Наблюдение и ведение

технологического процесса осущестеляется с помощью:

графического отображения параметров на экране автоматизиро

ванного рабочего места операторов в реальном времени;

анализа полученных данных; архиенрования полученной информации.

Пакет InTouch позволяет отображать в каждом окне экрана

неограниченное количество динамических элементов, а также интегрировать

приложения с различными серверами, например Microsoft SQL, Windows NT,

Mail и др.

1.2. ИНТЕРФЕЙСЫ

Интерфейс (interface) - это граница раздела двух систем,

устройств или программ. Он содержит элементы соединения и

вспомогательные схемы управления, используемые для соединения

устройств. Интерфейс, описывающий правила взаимодействия физических

устройств, называется аппаратным интерфейсом. Интерфейс, описывающий

способы взаимодей- ств: ствия виртуальных устройсте, называется

программным интерсейсом. Интерфейс, описывающий способы

взаимодействия человека и компьютера называется интерфейсом

пользователя.

Таким образом, аппаратный интерфейс (далее интерфейс) - это набор

правил, по которым осуществляется связь нескольких устройств [5].

По способу передачи информации интерфейсы можно разделить

на параллельные и последовательные.

В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова передаются

по линии связи одновременно. Примером параллельного интерфейса

является шина РCI компьютера.

В последовательном интерфейсе биты данных передаются друг за

другом последовательно, обычно по одной линии сеяи. Примером

последовательного интерфейса является шина USB.

Одним из вакнейших параметров интерфейса является его пропускная

способность. Если быстродействие приемопередаюших цепей и пропускная

способность линий связи одинаковы, то скорость передачи у параллельного

интерфейса больше, чем у последовательного. Однако в настоящее время

одним из способов повышения пропускной способности интерфейса является

увеличение тактовой частоты передачи данных, и при работе на часто- так

свыше 300 МГц для корректной передачи данных необходимо учиты- ват

вать волновые свойства соединительных кабелей и разъемов. В

параллельных интерфейсах при работе на сверхвысоких частотах (свыше 300

МГц) начинают сказываться задержки сигналов при их прохождении по

линиям кабеля, и задержки в разных линиях интерфейса могут быть

различными вследствие разнородности проводов и контактов разъемое. Для

обеспечения надежной передачи данных в параллельных интерфейсах

временные диаграммы обмена строятся с учетом возможного разброса

времени прохождения сигналов. Это является одним из факторов, сдерживаю

х рост пропускной способности параллельных интерфейсов. Аппаратные

интерфейсы могут работать в трех режимах обмена данными - симплексном,

дуплексном и полудуплексном. Туплексный режнм обеспечивает передачу

информации по одному каналу в обоих направлениях. Примером

дуплексного режима является телефонная связь, когда абонент может

одновременно говорить и слушать. Такой режим может быть

асимметричным, если пропускная способность приема и передачи имеет

сушественно различающиеся значения, или симметричным. Полудуплекс-

ный режим позволяет использовать в каждый момент времени либо

приемник, либо передатчик, при этом в интерфейсе предусмотрены средства

переключения направления канала. Примером полудуплексного обмена

данными является связь по рации, когда збонент может или слушать, или

говорить. Симплексный (односторонний) режим предусматривает передачу

информации только в одном направлении. Во встречном направлении могут

передаваться только вспомогательные сигналы интерфейса.

Еше одним важным параметром интерфейсов является попустимая

длина линии связи соединяемых устройств. На ограничение длины линии

связи влияют как ее частотные свойства, так и помеховащищенность

интерфейса. Помехи могут возникать как от соседник линий интерфейса, так

называемые перекрестные помехи, так и от искажения уровней сигналов.

Зашитой от перекрестных помех может быть применение витых пар про-

водсе для каждой линии.

В настояшее время в качестве еше одной важной характеристики

интерфейса является топология соединения. Для интерфейсов Centronics и

RS-232С применяется топология «точка-точка» (ПК - устройство или ПК -

ПК). Интерфейсы USE и FireWire реализуют топологию «многоярусная

звезда», в которой внешние устройства могут быть как оконеч- ными, так и

промежуточными. Такая топология позволяет подключать множество

устройсте кодному порту.

При подключении большего числа устройсте возникает целый

комплекс проблем. В первую очередь выбирается способ организации

физических связей системы, то есть топологию. Под топологией понимается

граф, где вершинам соответствуют подключаемые устройства системы,

а ребрам - физические связи между ними. Конфигурация физических связей

определяется электрическими соединениями устройств между собой и может

отличаться от конфигурации логических связей между узлами системы.

Логические связи отображают маршруты передачи данных между

различными узлами системы и устанаеливаются при помоши соответ-

стеующей настройки системы.

Выбранная топология электрических связей оказывает существенное

влияние на многие характеристики разрабатываемой системы и заеисит от

используемых интерфейсов передачи информации. Например, наличие ре-

зереных связей повышает надежность системы и позволяет выполнять

балансирование загрузки отдельных каналов, но при этом резереные сеязи

увеличивают стоимость системы. Простота подключения новых узлов. уве

свойственная некоторым топологиям, делает систему легко расширяемой.

Часто из экономических соображений выбираются топологии с минимальной

суммарной длиной линий связи. Сушествуют следующие основные тиг

топологий.

Эта топология реализует соединения двух узлов напрямую друг с

другом (рис. 2.1). Такая топология очень проста и экономична, но она имеет

недостаток, заключающийся в том, что таким способом можно соединить

только два устройства. Такая топология используется при соединении ПК с

периферийными устройствами. Протокол управления доступа нен в таких

топологиях предусматривает передачу информации только от одного узла к

другому.

Puс. 2.1. Тоmологи «точка-точка»

Полносвязная топология (рис. 2.2) соответствует системе, в

которой каждое устройство связано со всеми остальными отдельными

линиями связи. Несмотря на логическую простоту, этот вариант очень

громоздкий

и неэффектиеный. Количество портов каждом устройстве должно быть

достаточным для связи с остальными устройствами.

Рис. 2.2. Полносвяиная топология

Полносеязные топологии применяются редко, так как это

экономически не выгодно. Чаше этот вид топологии используется в

системах, где критична скорость передачи информации и используется

небольшое количество устройсте.

В случае удаления из полносвязной топологии некоторых возможных

связей получается яченстая топология (рис. 2.3). В системе с яченстой то-

пологией физически связываются только устройства с максимально ин-

тенсиеным обменом данными.

Рис. 2.3. Ячеистая топология

Остальные устройства не имеют прямой связи между собой, и обмен

данными между этими устройствами осущестеляется при помощи

транзитных передач через промежуточные узлы. Яченстая топология

допускает соединение большого количества устройств и характерна, как

правило, для глобальных сетей. 2.2.4. Топология «обшая шина»

Эта типология (рис. 2.4) одна из самых распространенных. В ней

устройства подключаются к одной линии связи по схеме «монтажного ИЛИ».

Применение топологии «общая шина» снижает стоимость соединений,

унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает воз- межность

почти мгновенного обрашения ко всем устройствам. К основным

преимушествам этой топологии можно отнести малую стоимость и простоту

разводки электрических соединений

Puc. 2.4. топология “общая шина”

Одним из недостатков является ее невысокая производительность. Это

связано с тем, что в каждый момент времени только одно устройство может

передавать данные, а остальные устройства в это время работают на прием.

Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между

всеми узлами. Другим недостатком общей шины является ее низкая

надежность из-за того, что неисправность кабеля или приемопередатчика

может полностью выбести из строя всю систему.

Топология «звезда» показана на рис. 2.5, а. В этой топологии каждое

устройство соединено отдельной линией связи с центральным узлом

(концентратором). Центральный узел посволяет перенаправлять

передаваемую информацию к одному или нескольким устройствам системы.

Основное преимушество этой топологии перед топологией кобщая шина» -

большая надежность. Неисправность линии связи касается лишь того

устройства, к которому эта линия связи подключена, и только неисправность

центрального узла может вывести из строя всю систему. Кроме того,

центральный узел может обеспечивать интеллектуальную фильтрацию

информации, поступающей от узлов, и е случае необходимости блокировать

передачи, запрешенные здминистратором.

Рис. 2.5. Тотал согии а - звезда, 6 - иераржи вескзвезда

Основными недостатками этой топологии являются более высокая

стоимость системы из-за необходимости установки концентратора и

ограниченные возможности по наращиванию количества узлов, связанные с

количеством портов центрального узла. Одной из разновидностей топологии

«звезда» является топология «иераркическая звезда» (рис. 2.5, б).

В сетях с кольцевой конфигурацией (рис. 2.б) данные передаются по

кольцу от одного устройства к друтому, как правило, в одном направлении.

Если устройство распознает данные, предназначенные ему, то оно копирует

их себе во внутренний буфер и отправляет маркер источнику о принятии

данных.

Рaс. 2.6. Тополог пология ккольшом

В топологии «кольцо» принимаются специальные меры, позволяю- шие

в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции прервать канал

связи между остальными станциями. В этой топологии данные передаются в

одну сторону и, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Это

дает возможность осущестелять контроль процесса доставки данных

адресату, а также тестировать целостность сети и выпол-

нять поиск узла, работающего некорректно. Для поиска некорректно

работающего узла в сеть посылаются специальные тестовые сообщения.

Последовательная передача данных может осуществляться в двух

режимах: асинхронном или синхронном. В асинхронном режиме каждому

переданному слову предше стеует старт-бит, который сигнализирует

приемнику о начале посылки. После старт-бита передаются биты данных, а

также бит четности (может отсутствовать). Посылка завершается стоп-битом,

который предназначен для создания паузы между посылками (рис. 2.7).

Старт- бит следующего слова зожет посылаться в любой заомент после стоп-

бита. то есть имеется возможность передавать данные с паузой произвольной

длительности. Старт- и стоп-биты всегда имеют строго определенные

значения. Старт-бит всегда имеет значение логического нуля, а стоп-бит -

логической единицы. Это позволяет обеспечивать синхронизацию приемника

по сигна- луот передатчика

Приемник и передатчик должны работать на одной скорости обыена

данными. Генератор синкронизации, находящийся внутри приемника,

использует счетчик-делитель опорной частоты, который обнуляется в момент

приема начала старт-бита. Этот счетчик предназначен для генерации

внутренних стробирующих импульсов, по которым приемник фиксирует

последующие принимаемые биты. Стробирующие импульсы должны

располагаться в середине битовых интервалов. Это позволяет корректно

принимать данные даже при незначительном (не более 5 %) рассогласовании

скоростей приемника и передатчика.

формат асинхронной передачи имеет такую структуру для того, чтобы

была возможность выявлять ошибки передачи. Например, если должен быть

принят стоп-бит, а по стробу стоп-бита обнаружен уровень логического нуля,

стоп-бит считается неправильно принятым и приемник фиксирует ошибку

передачи и игнорирует принятое слово, не сообщая устройству об ошибке.

Ошибка старт-бита возникает в случае обнаружения уровня погической

единицы во время, отведенное под старт-бит.

Использование контроля четности позволяет повысить достоверность

передачи данных. Для этого в посылку после битов данных вставляется

контрольный бит четности. Этот бит дополняет количество битов, равных

логической единице, до четного или нечетного числа в зависимости от

принятого соглашения. Прием байта с неверным значением контрольного

бита приводит к фиксации ошибки.

Для асиниронного режима принят рад стандартных скоростей обмена:

50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19 200, 38 400, 57 600 и 115

200 бит/с.

В кадре количество бит данных может составлять 5, 6, 7 или 8 (5- и б-

битные форматы распространены незначительно). Количество стоп-бит

может быть 1, 1,5 или 2 (полтора бита означает только длительность сто-

пового интервала).

В синхронном режиме передачи посылка имеет совершенно другую

структуру. В этом режиме посылка начинается с синхробайта, имеюшего

уникальное значение. После передачи синхробайта передается поток

информационных бит без вставки служебных битов, например старт- и стоп-

битов. Если у передатчика отсутствуют данные для передачи, то вместо

информационных бит непрерыено передаются байты синхронизации.

Синхронный режим чаще всего используют при передаче больших масси-

вое данных, так как в посылке отсутствуют дополнительные служебные

биты. Однако в синкронном режиме требуется решать проблемы

синхронизации, поскольку даже малое отклонение частот приведет к

искажению принимаемых данных. Часто проблема синкронизации решается

с помошью внешней синкронизации приемника с передатчиком, сигналы

которой передаются по отдельной линии.

Внешняя синхронизация достигается либо с помошью отдельной линии

для передачи сигнала синхронизации, либо с использованием само-

синхронизирующего кодирования данных, при котором на стороне

приемника из принятого сигнала могут быть выделены импульсы

синхронизации.

Интерфейс RS-232C был разработан для подключения приемопере-

дающей аппаратуры. В роли аппаратуры передачи даннык (АПП чаше всего

выступает компьютер, принтер или другое периферийное оборудование. В

роли аппаратуры каналов данных (АКД) чаше всего выступает модем

Конечной целью подключения является соединение двух устройств АПД

Полная схема соединения показана на рис. 2.8.

Рис: 2.8. Полная схема соединения АПД

Интерфейс RS-232C также позволяет исключить канал удаленной связи

вместе с парой устройств АКД, соединие устройства непосредственно с

помошью нуль-модемного кабеля (линко совщика). Это подключение

показано на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Нуль-моденная схема соединения АПД

Интерфейс RS-232C зеляется последовательным асинкронным

интерфейсом, подключение устройсте осушестеляется по топологии «точка-

точка». В стандарте описываются управляющие сигналы интерфейса, формат

пересылаемых данных, электрический интерфейс и типы разъемов.

В интерфейсе RS-232С используются несимметричные приемники и

передатчики, так как сигнал передается относительно общего провода

(скемной земли). Гальваническая развязка в интерфейсе R.S-232C не

предусмотрена.

Напряжение на входе приемника в диапазоне -12…-3 В соответствует

логической единице, а в диапазоне +3…+12 В - логическому нулю. Диапазон

е предел 3…-3В является зоной нечувствительности (рис. 2.10).

Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в диапазоне -

12…-5 В для представления логической единицы и +5…+12 В для

представления логического нуля. Для корректного восприятия сигналов

разность потеншиалое между скемными землями соединяемых устройсте не

должсна превышать 2 В.

При использовании интерфейса RS-232С необходимо заземлять

соединяемые устройства, если они оба питаются от сети переменного тока и

имеют сетевые фильтры.

Отключение и подключение устройсте к интерфейсу RS-232С необ-

ходимо производить при отключенном питании.

Существуют специальные буферные микроскемы приемников

интерфейса RS-232С, которые при несоблюдении правил заземления и

комму-

тации обычно первыми выходят из строя. Для быстрой замены их часто

устанавливают в панельки.

На аппаратуре передачи данных (в том числе на СОМ-портах

компьютера) обычно устанавливают вилки (DB-9P или DB-25P), а на

аппаратуре каналов данных (модемах) чаще всего устанавливают розетки

(DE-9S или DE DB-255). Это позволяет подключать разъемы АКД к разъемам

АПД напо- средственно через переходные кабели с розеткой и вилкой, у

которых контакты соединены «один в один». Переходные кабели могут

являться и переходниками с 9- на 25-штырьковые разъемы.

Если аппаратура АПД соединяется без модемое, то разъемы устройств

(вилки) соединяются между собой нуль-модемным кабелем (Zero-modem или

Z-modem), нмеющим на обсих концах розетки, контакты которых

соединяются перепрестно.

Номер

контакта

Номер

контакта

Обозначен

ие цепи

Направлен

ие

Расшифро

вка

DB-25S

DB-9S

Сигнальна

я земля

TxD

Выход

передатчика

RxD

Вход

приемника

RTS

Выход

запроса передачи

данных

CTS

Вход

разрешения

терминалу

передавать

данные

DSR

Вход

сигнала готовности

от аппаратуры

передачи данных

DTR

Выход

сигнала готовности

терминала к

обмену данными

DCD

Вход

сигнала

обнаружения

несущей у

удаленного

модема

Вход

индикатора

вызова

В табл. 2.1 приведено назначение контактов разъемов COM-портов

(и любой другой аппаратуры АПД).

Интерфейс USB(Universal Serial Bus, универсальная последователь-ная

шина) – последовательныйинтерфейс, предназначенныйдля подклю-чения к

персональному компьютеруразличных периферийных устройств. Инте

рфейс USBпозволяет подключать одновременно до 127 устройств. Также

имеется возможность осуществлять питание подключенных устройств

непосредственно от шины USB, если потребляемый токне пре-вышает 500

мА

Первая версия спецификации интерфейса была опубликована е начале

1996 г. но широкого распространения она не получила из-за ошибок

реализации. После исправления выявленных ошибок осенью 1998 г. была

представлена спецификация 1.1, которая широко использовалась до

появления версии 2.0. Версия 2.0 была опубликована весной 2000 г. В ней

предусматривалось повышение пропускной способности шины в 40 раз

до 430 Мбит/с. При этом была предусмотрена обратная совместимость USB

2.0 с USB 1.1, т. е. устройства USB 1.1 будут работать с USB 2.0

контрол- перами на скорости 12 Мбит/с. Скорость 480 Мбит/с достигается

только при одновременном использовании USB 2.0 контроллера и USB 2.0

периферии. В 2008 г. появилась спецификация USB 3.0.

В спецификации USB 3.0 используются разъёмы и кабели

обновлённого типа, но они функционально и физически совместимы с USB

2.0. Кабель USB 2.0 состоит из четырех линий - две линии для приёма и

передачи данных и две линии питания. USB 3.0 к этим линиям добавляются

еще четыре линии связи состоящие из двух витых пар. В результате этого

кабель USE 3.0 гораздо толше кабеля USB 2.0. Дополнительные контакты в

разъеме USB 3.0 расположены на другом контактном ряду, что дает

возможность визуально определять принадлежность кабеля к той или иной

версии стандарта. В спецификации USB 3.0 повышена скорость передачи

информации до 4,8 Гбит/с, что в десять раз больше максимальной скорости

передачи USB 2.0 (480 Мбитіс). Кроме того, в интерфейсе USB 3.0 увеличено

значение максимально допустимого тока потребления подклю ченного

устройства с 500 до 900 м.А.

PCI-Express (PCI-E) - компьютерная шина, использующая

программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический

протокол, основанный на последовательной передаче данных. Она является

симметричной, двунаправленной (bi-directional) шиной, позволяюшей

обеспечить передачу данных со скоростью до 2,5 ГБ/с.

В отличие от шины PCI, использовзешей для передачи данных

топологию «обшая шина», PCI-Express использует топологию типа «звезда».

Взаимодействие между устройствами PCI-Express осушествлается через

среду, образованную коммутаторами, при этом каждое устройство напрямую

связано соединением типа «точка-точка» с коммутатором [б].

Шина PCI-Express подперживает:

горячую замену карт, гарантированную полосу пропускания (QoS);

управление знергопотреблением;

Официально первая базовая спецификация PCI-Express появилась

е июле 2002 г. В 2007 г. была выпушена спецификация PCI-Express 2.0.

Шина PCI-Express применяется в качестве локальной шины

персонального компьютера, так как програмыная модель PCI-Express во

многом унаспедована от PCI. Фактически шина PCI-Express заменила в

персональном компьютере шины PCI и AGP, хотя в сипу большого

распространения устройсте, подключаемых к шине PCI, эта шина еше

встречается е новых компьютерах. На рис. 2.20 показаны слоты шин PCI-

Express и PCL.

Рuс. 2.20. Фотографин спотов шин PCI-Express PCI.

Для подключения устройства PCI-Express используется двунаправ-

ленное последовательное соединение типа кточка-точка», которое

называется lane. Это является основным отличием шины PCI-Express от

шины PCI, в которой все устройства подключаются к общей 32-разрядной

параллельной однонаправленной шине.

Соединение между двумя устройствами PCI-Express называется link и

состоит из одного (называемого 1х) или нескольких (2х, 4х, Sx, 12x, 16x и

32х) двунаправленных последовательных соединений. Каждое устройство

должн под ерживать как ми соеди е 1x.

Передача всей управляющей информации, включая прерывания, в

шине PCI-Express осуществляется через те же линии, что используются для

передачи данных Последовательный протокол никогда не может быть

заблокирован, таким образом задержки шины PCI-Express еполне сравнимы с

таковыми для шины PCI.

Пропускная способность соединения lane составляет 2,5 Гбит/с. Для

расчета общей пропускной способности шины необходимо учитывать то, что

в каждом соединении передача дуплексная, а также то, что применение

кодирования 8B/10B (8 бит в 10) снижает скорость передачи.

Интерфейс SATA (англ. Serial ATA) - последовательный интерфейс

обмена данными с накопителями информации (как правило, с жёсткими по-

дисками). SATA является развитием интерфейса AТA (IDE), который после

появления SATA был переименован в PАТA (Parallel ATA).

Шина интерфейса SATA/150 работает на частоте 1,5 ГГц. Пропускная

способность этой шины составляет 1,2 Гбит с или 150 МБ/с. Потеря 20 %

производительности происходит из-за использования системы кодирования

SB/10В. При таком кодировании на каждые 8 информационных бит

приходится 2 служебных бита. Пропускная способность SATA/150 не

намного превосходит пропускную способность шины Ultra ATA

(UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PAТА является

использование последовательной шины вместо параллельной, что

сказывается на ширине соединительного кабеля, в который входят две витые

пары, экранированные специальными за проводниками Несмотря на то, что

последовательный способ обмена теоретически медленнее параллельного,

более высокая тактовая частота компенсирует этот недостаток.

Шина интерфейса SATA/300 (SATA II) работает на частоте 3 ГГц и

обеспечивает пропускную способность до 2,4 Гбнтіс (300 МБ/с). Этот

интерфейс впервые был реализован в контроллере чипсета n.Force 4 фирмы

NVIDIA. Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 полностью

совместимы за счёт поддержки согласования скоростей, однако для

некоторык устройсте и контроллеров требуется ручное выставление режима

работы.

В 2009 г. вышел протокол SATAII с пропускной способностью

600 МБ/с.

E SATA вместо 40-контактного разъёма PAТA используется 7-кон-

тактный разъём, за счет чего SATA-кабель имеет меньшую площадь, что

приводит к уменьшению сопротивления воздуху, обдувающему комплек-

туюшие компьютера и, следовательно, к улучшению оклаждения системы.

Разъём питания SATA, в отлични от РАТA поддерживает три напряжения

питания: +12В, +5В и +3,3В, но поскольку многие современные устройства

могут работать без напряжения +3,3В, имеется возможность использовать

пассивный переходник со стандартного разъёма питания РАТА на ЗАТА

(рис. 2.21).

На физическом уровне используется полнодуплексная пифференци-

альная передача информации по двум экранированным витым парам.

В интерфейсе SATA к одному порту в отличие от PAТA подключается

только одно устройство, что снимает проблему невозможности

одновременной работы устройсте, находящикся на одном кабеле (и

возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке

(проблема конфликта Slave Master устройсте для SATA отсутствует).

Ста Стандарт SATA предусматривает «торячую», то есть без

отключения,

замену устройств.

Последовательный протскол обмена данными I'C (Inter-Integrated

Cucuits, межыикроскемное соединение) исполыуется для обмена данными

как между рашличными устройствами, так и внутри одного устройства.

Протокол был разработан в 1992 г. фирмой Philips. В 1998, 2000 и 2007 гг.

выпускались дополнения к стандарту, позволяющие решить проблемы

адресации, увеличить скорость передачи, и был еведен режим сохранения

энергии [5].

Интерфейс I С использует четыре провода: SDA (Serial Data Address) -

передача данных и адреса: SCL (Serial CLock) - передача тактовой частоты;

VDD - напряжение питания; VSS - земля

и обеспечивает следующую скорость передачи данных

- 100 Кбит/с в стандартном режиме; - до 400 Кбит с в быстром режиме;

34 Мбит/с в высокоскоростном режиме;

- 5 Мбитісе ультраскоростном ражиме.

Уровни логического "0" (НИЗКИЙ) и "1' (ВЫСОКИЙ) не фиксированы

и заенсят от напряжения, установленного на линии питания VDD. Бходные

контрольные уровни установлены как 30 и 70 % уровня VDD.

Ин Интерфейс I C использует Master Slave режим обмена данными.

Ведущее устройство (Master) инициирует передачу данных и генерирует

тактовый сигнал, а устройство, к которому обрашается ведущее, считается

ведомым (Slave).

Каждое устройство, подключенное к шине I С, имеет свой уникальный

адрес. Обрашение к устройству начинается с адресной посылки, в которой

указываются адрес ведомого устройства и еид обмена данными. Обмен дан-

нызси может быть двух видов: Read (чтение) и Write (запись). Тип обмена

данными определяется битом R.W в апресной посылке. Если бит RW

находится в высоком состоянии, то это чтение, если в низком, - то это запись.

Если ведущее устройство инициирует обмен данными в режные

чтения, ведомое устройство передаёт сигнал АСК, а затем запрошенные

данные. После получения данных ведущее устройство выставляет сигнал

АСК после каждого полученного байта, кроме последнего, а после приема

последнего байта передаёт сигнал NACK

В случае режима записи ведушее устройство инициирует обмен

данными и передаёт данные, а ведомое лишь передаёт сигналы АСК.

Тактовый сигнал всегда генерируется ведушим устройством. На каждый бит

дань ыге ется по одному такто повому сигналу. Информация по

интерфейсуI2C передаётся блокамипо 8 битов. Дан-ные передаются, начиная

со старшего бита и заканчивая младшим. После принятия каждого

переданного байта получатель должен выставить сиг-нал подтверждения

ACKNOWLEDGE (ACK).Любой обмен данными начинается с сигнала

START и заканчивается сигн алом STOP. Сигнал START определяется как

переход линии SDA из высокого состояния в низкое, в то время как линия

SCL находится в высо-ком состоянии. Сигнал STOP определяется как

переход SDA из низкого состояния в высокое, в то время как линия SCL

находится в высоком со-стоянии. При передаче данных состояниелинии

SDA не должноизм е-няться в то время, когда тактовый сигнална линии

SCL находится ввысо-ком состоянии. Подключение устройств к шине I2C

осуществляется по топологии общая шина. Пример подключения приведен

на рис. 2.22.

Интерфейс Wi-Fi («беспроводная точность») - стандарт на оборудо-

вание Wireless LAN, разработанный на базе стандартов IEEE 802.11.

В 1990 г. был разработан первый стандарт беспроводной связи - 802.

11. Этот стандарт предусматривал передачу данных при помоши радиоканала

частотой 2,4 ГГц и инфракрасного излучения в диапазоне $50-950 нм. В

связи с тем, что в то время приемопередающие устройства, работающие в

инфракрасном диапазоне, не были широко распространены, то этот канал

связи в интерфейс Wi-Fi не получил дальнейшего развития. Скорость обмена

данными составляла от 1 до 2 Мбит/с. Передача данных е стандарте 802.11

осушестелалась при помоши двух и четырех позиционных манипуляций, что

позволило обеспечить надежную работу системы даже при низком

соотношении сигнал шум и использовать довольно простые

приёмопередающие модули. Например, при скорости передачи в 2 Мбит/с

каждый информационный символ заменяется на последовательность из 11

символов.

В стандарте 802.11b была установлена новая скорость перапачи данных

в 5.5, 11 и 22 Мбитіс. Скорость передачи была увеличена за счет уменьшения

избыточности помехоустойчивого кодирования путем енед- рения блочных и

сверхточных кодов, а также было увеличено максималь- рев ное число

ступеней модуляции до восьми на один передаваемый символ (3 бита на 1

бод).

В стандарте 802.11a скорость была увеличена до 54 Мбит/с за счёт

увеличения глубины модуляции до 64 уровней на один символ (6 бит на 1

бод) и передача данных осущестелялась в диапазоне 5 ГГо.

В стандарте 802.11n увеличение скорости в обоих диапазонах 2,4 и 5

ГГц до 72 Мбит с достигается путем уменьшения зашитных интервалов

между передаваемыми символами. Кроме того, в этом стандарте для до-

полнительного увеличения скорости передачи используется технология

МIМО. Основной принцип этой технологии заключается в использовании

нескольких приёмопередатчикое, работаюших на одной и той же частоте. те.

При этом каналы разделяются за счет пространственного разнесения антенн

Например при объединении деух каналов по 20 МГц можно получить

скорость передачи до 150 Моитис

В стандарте 802.Пас максимальная скорость передачи данных

теоретически может достигать 6,93 Гбит с, однако оборудование,

поддерживающее такую скорость, еше накодится в разработке. Увеличение

скорости было доститнуто за счёт увеличения полосы пропускания до 160

МГц. увеличения глубины модуляции до 256 уровней на один символ (8 бит

на 1 бод) и применения технологии MIMO Sx8. Однако эти изменения кроме

огромного плюса в виде большого увеличения скорости передачи и

возможности одновременной передачи данных двум абонентам имеют и

недостатки. Так, увеличение полосы пропускания сделало невовможным

работу на частоте 2,4 ГГц. Большая глубина модулации повысила требования

к соотношению сигнал шум, что сократило радиус уверенной сеязи.

1.3 Компьютерные сети

Первые компьютеры 50-х годов были очень большими и дорогими.

Часто такие компьютеры занимали целые здания. Первые компьютеры не

были предназначены для интерактивной работы с пользователем, а

использовались в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки чаше всего строились на базе мэйн-

фрейма - мошного и надежного (для тех лет) компьютера универсального

назначения. Пользователи подготаеливали перфокарты или перфоленты,

содержащие данные и команды программ, и передавали их е

вычислительный центр. Затем операторы вводили данные с перфокарт или

перфолент в компьютер и запускали программу на выполнение. После

выполне ния программы результаты распечатывались и передавались

пользователям. При возникновении ошибки или ввода некорректных данных

процедура повторялась.

Для пользователей такой режим работы с компьютером был очень

неудобен, поскольку не было возможности оперативно руководить

процессом обработки своих данных. Но интересами пользователей на первых

этапах развития вычислительных систем в значительной степени

пренебрегали, так как пакетный режим является самым эффективным в плане

использования вычислительной мошности. Этот режим позволяет выполнить

в единицу времени больше пользовательских задач, чем любые другие

режимы. На заре становления вычислительных систем во главу утла

ставилась эффективность работы самого дорогого устройства

вычислительной машины - процессора в ушерб эффективности работы

использу- ющик его специалистов. Примером компьютера с пакетной

обработкой информации является советский компьютер «Урал-1»,

выпускаешийся в 1957-1981 гт. [7]

В начале 60-х годов появились новые способы организации

вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы

пользователей, - интерактивные многотерминальные системы разделения

времени. В таких

системах к компьютеру подключались несколько терминалов, с

помошью которых пользователи могли вести диалог с компьютером. Время

реакции такой вычислительной системы было достаточно мало для того,

чтобы пользователь не замечал параплельную работу с компьютером других

пользователей. Таким образом, несколько пользователей получили

возможность пользоваться одним компьютером в интерактиеном режиме.

В таких системах появилась возможность установки терминалов не

только в вычислительном центре, но и в других отделах, при этом

вычислительная мошность оставалась полностью пентрализованной. Такие

мно- готерминальные централизованные системы внешне уже были очень

похожи на локальные вычислительные сети, поскольку пользователь работу

за терминалом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас

воспринимают работу за подключенным к сети персональным компьютером.

Пользователь получал доступ к периферийным устройствам и обшим

файлам, что давало иллюзию единоличного владения компьютером,

особенно в режиме ввода информации. Кроме того, пользователь мог

запускать программы в любой момент времени и почти сразу же получать

результат. Однако скорость выполнения программ на таких системах была

невысокой, из-за того, что вычислительные ресурсы системы делились

между всеми пользователями. Но несмотря на этот недостаток, многотер-

минальные системы стали большим шагом вперед на пути создания

локальных вычислительных сетей по сравнению с системами пакетной

обработки.

С другой стороны, в это время не было потребности предприятий в

создании покальных сетей, поскольку из-за высокой стоимости

вычислительной техники предприятия обычно не приобретали несколько

компьютеров. В этот период был справедлие закон Гроша, который гласил,

что производительность компьютера пропорциональна кеадрату его

стоимости. Отсюда следовало, что за одну и ту же сумму было выгоднее

купить одну мошную машину, чем две менее мошные, потому что их

суммарная мощность оказывалась намного нике мошности дорогой машины.

К 1970-м годам появилась потребность в обмене информацией между

компьютерами, находящимися на большом расстоянии друг от друга. Ре-

шение этой задачи началось с более простой, а именно с обеспечения

доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то

и тысячи километров. Терминалы соединялись с майнфреймом при помощи

модема, через телефонные сети, что позволило многочисленным

пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам

нескольких мощных компьютеров. Затем были разработаны системы обмена

данными не только между компьютером и удаленным терминалом, но и

между удаленными компьютерами. Это позволило производить обмен

данными между компьютерами е автоматическом режиме. В этик системах

были впервые опробованы и реализованы службы, без которых в

сегодняшнее время не обходится ни одна компьютерная сеть, например

службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и

многие другие.

Поэтому хронологически глобальные вычислительные сети появи-

лись первыми. Именно при разработке и построении глобальных сетей

впервые были предложены и отработаны многие основные идеи и концеп-

цин современных вычислительных сетей.

В начале 1970-х годов двадцатого века появились большие

интегральные схемы. Со временем их цена уменьшалась, а функциональные

возможности увеличивались. Это привало к созданию относительно дешевых

мини-компьютеров, которые стали конкурировать, а со временем и

вытеснили мэйнфреймы. К середине 70-х годов были разработаны и стали

широко использоваться мини-компьютеры PDP-11, Nova, HP. Появление

мини-компьютеров сделало закон Гроша не актуальным, так как

производительность нескольких мини-компьютеров была выше, чем одного

мэйнфрейма, а стоимость такой системы была меньше. Такие мини- компью-

теры применялись для управления технологическим оборудованием и

процессами, логистикой и т. д. Таким образом, в 70-х годак компьютеры на

предприятиях устанаеливались не только в вычислительном центре, а также

были распределены по всем службам и пехам. Такое распределение

компьютеров выявило проблему обмена данными между различными

компьютерами, причем эти компьютеры могли располагаться как в одном

отделе, так и в различных. Для решения этой задачи предпри-

ятия и организации стали разрабатывать аппаратные и программные

средства для соединения своих мини-компьютеров в сеть и разрабатывать

про- грамыное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В

результате этой работы полвились первые локальные вычислительные сети.

Такие сети во многом отличались от современных локальных сетей в первую

очередь своими устройствами сопряжения, которые были оригинальной

конструкции на каждом предприятии и разрабатывались для конкретных

задач. Однако с увеличением числа компьютеров на предприятиях стала

очевидной необходимость стандартизации сетевых устройств.

В начале 80-х годов международные организации по стандартизации

ISO, ITU-T и некоторые друтие разработали модель взаимодействия

открытых систем (Open System Interconnection - OSI), которая сыграла

значительную роль в развитии сетей.

Модель OSI (Open System Interconnection, OSI) - это модель взаимо-

дейстеня открытых систем.

Модель OSI описывает различные уровни взанмодействия между

системами, функционал каждого уровня, а также стандартизирует имена. В

модели OSI выделяют семь уровней: прикладной, представительный,

сеансовый, гранспортный, сетевой, канальный и физический, и каждый

уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых

устройств. Модель не включает средства взанмодействия приложений

конечных пользователей, а описывает только системные средства вза-

имодейстеня, которые реализуются операционной системой, системными

утилитами и системными аппаратными средствами.

При этом приложение может выполнять функции некоторых верхних

уровней модели OSI. Например, СУБД, которые имеют встроенные средства

удаленного доступа к файлам, могут выполнять доступ к удаленным

ресурсам, не используя системную файловую службу. То есть оно обходит

верхние уровни модели OSI и обращается непосредственно к системным

средствам, ответственным за транспортировку сообщений по сети, распо-

ложена ниеуровно сехм для OSI.

В модели OSI рассматриваются два типа протоколов: протоколы с

установлением соединения и протоколы без предварительного установле-

ния соединения. Основное различие этих протоколов заключается в

том, что в протоколах с установлением соединения перед обменом данными

отправитель и получатель сначала устанавливают соединение и после

завершения диалога они разрывают это соединение, а в протоколах без

предварительного установления соединения отправитель просто передает

сообщение. При взаимодействии компьютеров используются протоколы

обоих типсе.

На физическом уровне определяются среда передачи данных, способы

передачи данных (с цифровым или аналоговым кодированием сигна- лое),

физические топологии подключения устройсте, характеристики физической

среды передачи данных и электрических сигналов, передающик

информашию, ит. д. [8].

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, под-

ключеннык к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня

выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.

Протоколами физического уровня являются: спецификация 10-Вазе-Т

технологии Ethernet, RS-232, RS-485, 802.11 Wi-Fi и др.

1.3.3.2. Канальный уровень

Канальный уровень определяет логическую структуру сети, решает

вопросы, свазанные с адресацией физических устройсте в рамках погиче-

ской сети и управлением перепачей информации (синхронизация передачи и

сервис соединений) между сетевыми устройствами, устанавливает пра- енла

получения доступа к среде передачи данных.

Протоколы канального уровня решают следующие задачи: -

организацию битов физического уровня (пвоичные единицы и нули) е

логические группы информации, называемые фреймами (frame) или кадрам;

- обнаружение и исправление ошибок, возникающих при передаче

информации;

- управление потоками данных; - идентификацию компьютеров в сети

по их физическим адресам.

На канальном уровне происходит группировка данных в наборы,

называемые капрами (frames), путем добавления собственной управляющей

информации в начало пакета данных. Эта информация еключает адрес

источника и апрес назначения, информацию о длине фрейма и инди- кашию

активне протоколов верхие него уровня.

Одной из важнейших задач протоколов канального уровня зеляется

обеспечение различных устройств к среде передачи данных. Сушествуют три

стандартных метода доступа к среде передачи данных, при помощи которых

осушестеляется управление передачей информации для различных сетевых

устройсте: состязание, передача маркера и опрос [8].

Системы, основанные на состязании, резлизуются на основе принципа

«первый пришел - первым обслужени, т. е. каждое сетевое устройство

передает данные только тогда, когда среда передачи данных не занята.

Системы, использующие такой метод, передают данные лишь по мере

необходимости. Это может привести к частичной или полной потере

передаваемых данных потому что в случае одновременной передачи данных

несколькими устройствами проискодит искажение сигнала е линии связи.

Такое искажение называется коллизией. При добавлении к сети каждого

нового устройства число коллизий резко возрастает. Увеличение числа

коллизий приводит к снижению производительности сети, а в некоторых

случаях может полностью приостановить работу сети.

Для снижения числа коллизий были разработаны спешиальные

протоколы, в которых реализована функция прослушивания среды передачи

данных до начала передачи. Если передающее устройство обнаруживает

сигнал от пругой станшии, то оно воздерживается от передачи данных до

освобождения линии связи. Такие протоколы называются протоколами

коллективного доступа с обнаружением несущей (Carrier Sense Multiple

Ассеза - CSMA). Протоколы CSMA позволяют значительно уменьшить число

коллизий, но не устранают их полностью. По способу обработки коллизий

состязательные протоколы можно разделить на протоколы коллективного

доступа с обнаружением несушей детектированием коллизий (Carrier Sense

Multiple Access Collision Detection - CSMA CD) и протоколы коллективного

доступа с обнаружением несушей предотврашением коллизий (Carrier Sense

Multiple Access Collizion Avoidance - CSMA CA). CA).

Протоколы CSMA/CD не только прослушивают линию связи перед

передачей, но такке обнаруживают коллизии и инициализируют повтор-

ные передачи. Примерами протоколов CSMACD являются Ethemet

version 2 (Ethernet II, разработанный в корпорации DEC) и IEEE802.3.

В протоколах CSMA/CA станция, которая собирается начать передачу,

посылает jam signal (сигнал затора) после продолжительного ожидания всех

станций, которые также могут послать jam signal, станция начинает передачу

кадра. Если во время передачи станция обнаруживает jam signal от другой

станции, она останавливает передачу на отрезок времени случайной длины и

затем повторяет попытку. Примером CSMA/CА является протокол LocalTalk

фирмы Apple Computer.

В протоколах с передачей маркера (token рassing) небольшой кадр,

называемый маркером, передается в строго определенном порядке от одного

устройства сети к другому. Маркером называют специальное сооб- шение,

передающее временное управление средой передачи данных устройству,

владаюшему маркером. Таким образом, передавая маркер, распределяется

управление доступом между различными устройствами сети. В маркере

передается информация об инициаторе передачи и полу- чателе информации.

Обычно маркер передается ближайшему соседу. Каждое устройство,

пернодически получая контроль над маркером, выполняет необходимые

действия, а затем передает маркер для использования следующему

устройству. В таких протоколах имеется ограничение на время контроля

маркера каждым устройством. Примерами сетей, использующими передачу

маркера, являются IEEE 802.4 Token Bus и IEEE 802.5 Token Ring.

Опрос (polling) - это метод доступа, при котором специально

выделенное устройство, которое называется контроллером, первичным

устройством или «мастер» устройством, управляет доступом к среде

передачи данных. Это устройство производит опрос всех остальных

устройсте, называемых вторичными, в некотором предопределенном

порядке, чтобы узнать, имеют ли они информацию для передачи. Для

получения данных от вгоричного устройства контроллер направляет ему

соответствуюший запрос, а затем полученные от вторичного устройства

данные направляет устройству-получателю. Затем первичное устройство

опрашивает следующее вторичное устройство, принимает данные от него и т.

д. Протокол накладывает ограничения на количество передаваемых

вторичным устройством данных. Опросные системы чаше всего

используются для се-

тевых устройств, чувствительных ко времени, например, в системах

контроля технологических процессов.

Информационная система (ИС) - это некий механизм для кранения.

модификации и поиска информации.

База данных (БД) - это набор структурированной информации (т. е.

имеется некоторая логическая структура, скема, модель, которая связывает

между собой разные данные), предназначенный для совместного

использования несколькими пользователями одновременно.

Система управления базами данных (СУБД) - инструментальные про-

граммные средства, предназначенные для разработки базы данных.

Прикладные программы (Приложения) - программные средства,

предназначенные для доступа пользователей к базе данных.

Схема базы данных - описывает структуру, взаимоотношение и взан-

мозависимость между отдельными компонентами, а также правила моди-

фикацин данных.

Модель данных - принципы, на основе которых построена схема базы

данных.

Осноеные задачи и функции базы данных:

1. Обеспечивать просмотр и модификацию данных. Это основная

задача любой информацнонной системы Механизм ре-

ализации этих возможностей обычно скрыт от пользователя.

2. Обеспечивать одновременный доступ нескольких

польователей к

базе данных.

При одновременной работе нескольких пользователей в

информационной системе не должны возникать конфликты при

редактировании одной и той же информации, е то же время недопустима

ситуация, когда один пользователь, работая с той или иной информацией,

делает невозможной работу других пользователей.

3. Предоставлять возможность администратору системы выполнять

различные дейстеия для поддержания информационной системы е рабочем

состоянии.

Информационная система должна позволять выполнать различные

администратиеные дейстеия и настройки, т. е. настранваться на новые

аппаратные ресурсы, добавлять или удалять пользователей и т. д.

4. Обеспечивать идентификацию пользователей, ограничивать их права

на доступ к различным данным, зашишать данные от несанкционированного

доступа.

Любая информационная система должна разграничивать права доступа

к различным данным. Например, одни пользователи могут просматривать и

модифицировать данные, а другие могут только просматривать. Кроме того,

некоторые пользователи видят всю информацию, храняшуюся в базе данных,

некоторые видят только часть информации. Также информационная система

долкна иметь механизмы зашиты от попыток получить

несанкционированный доступ к данным.

5. Обеспечивать целостность и непротиворечивость данных в случае

аппаратных и программных сбоев.

Информационная система должна быть максимально устойчива к

аппаратным и программным ошибкам (или к злому умыслу). В случае

выхода аппаратуры или програмыного обеспечения из строя, вирусной или

хакерской атаки должна сушествовать возможность восстановить

работоспособность системы с минимальными потерями информации.

Данныя

Puc. 4. 1. Aрsиres стуа на основе разделяеных файлов

Преимуществом такой архитектуры является возможность очень

быстро и относительно недорого запустить какое-либо однопользователь-

ское приложение в многопользовательском режиме. Каждая запущенная

копия программы работает с обшими данными так, как бушто это ее

собственные персональные данные.

Кроме преимущесте, эта архитектура имеет и недостатки:

1.Большой трафик сети при работе нескольких пользователей, что

замедляет работу системы. Кроме того, сушественно замедляется вся

остальная работа по сети, как, например, печать файлов, загрузка про-

граммит. д.

2. Нет никаких спецнальных возможностей для

многопользовательского доступа, что приводит к затруднению или полной

невозможности для пользователей работать с одними и теми же данными.

3. При случайном аппаратном сбое файловый сервер не проверяет

корректность имеюшихся на нем данных. Проверкой и восстановленнем

информации в этом случае занимается администратор системы, что занимает

большое количество времени.

4. При аппаратном сбое возникала проблема незакрытых транзакций, т.

е. действий, которые нельзя прерывать до их окончания, а в случае их

прерывания все выполненные действия должны быть отменены (например,

денежный перевод).

Если некоторые недостатки использования архитектуры на основе

разделяемых файлое можно устранить, то недостатки, связанные с низкой

производительностью при интенсивной работе нескольких пользователей, и

проблемы по обеспечению целостности данных устранить невозможно. В

настоящее время данная архитектура используется в системах с небольшим

количеством пользователей, с небольшими объемами данных и некритичной,

недорогой информацией

Основные термины, используемые в реляшионных базах данных [18]:

ре- Отношение - плоская таблица, состоящая из строк и столбцов. В ре-

ляционной модели пользователь воспринимает базу паннык как набор

таблиц, однако это представление относится только к логической структуре

базы данных, т. е. к пользовательскому и концептуальному уровням.

Физический уровень чаще всего реализован с помощью различных структур

хранения.

Атрибут - именованный столбец отношения. Атрибут описывает ту или

иную именованную карактеристику реальной сушности, реального объекта.

Атрибуты могут располагаться в любом порядке, при этом независимо от их

переупорядочивания таблица будет оставаться одной и той же. Часто атрибут

называют полем.

Домен - набор допустимых значений одного или нескольких атрибутов.

Каждый атрибут реляционной базы данных определяется на некотором

домене. Домены могут отличаться для каждого атрибута, но несколько

атрибутов могут отображаться на одном домене. Фактически домен - это тип

данных для каждого атрибута.

Кортеж - строка отношения. Кортежи могут располагаться в любом

порядке, при этом отношение будет оставаться тем же самым. Часто кортеж

называют записью.

Степень отношения - количество атрибутов в отношении. Ключ - набор

атрибутов, позволяющий однозначно идентифицировать запись внутри

таблицы, при этом никакое подмножество этих атрибутов не будет ключом.

Простой ключ - ключ, состоящий из одного атрибута. Составной ключ -

ключ из двух и более атрибутов. Ключевой атрибут - атрибут, еходящий е тот

или иной ключ. Неключевой атрибут - атрибут, не входящий ни в один из

ключей. Естественный ключ - атрибуты, еходящие в ключ, описывают

реальные свойства реального объекта.

Искусственный ключ - специально еведенный атрибут для выполне-

ния роли ключа.

На сегодняшний день наиболее распространенной реляционной СУБД

является MS Ассеss. Она екодит в состав пакета Microsoft Office и имеет

широкий спектр функций, поддерживает связанные запросы и связь с внаш-

ними таблицами и базами данных [19]. При помощи встроенного языка

Visual Basic for Applications (VBA, Visual Basic для приложений) имеется

возможность разрабатывать приложения, работающие с базами данных. Не-

смо смотря на все свои достоинства MS Ассеве чаще всего используется для

построения небольших баз данных с малым количеством пользователей.

Это связано с тем, что в Аccеss отсутствует ряд механизмов,

необходимых в многопользовательских базах данных, таких, например, как

тригтеры.

MS Access состоит из следующих компонентов [20].

построитель таблиц: построитель экранных форм; построитель

запросов SQL;

- построитель отчётое, быбодимых на печать Простые запросы в СУБД

MS Access строятся с помощью встроенных средсте, но для построения более

сложных запросов применяется специальный язык SQL.

Прообразом языка SQL был язык SEQUEL, разработанный компанией

IBM в начале 1970-х годов для экспериментальной реляционной СУБДІВМ

System R.

Аббревиатура SEQUEL расшифровывалась как Structured English

QUEry Language - «структурированный английский язык запросов» [21].

Позже язык SEQUEL был переименован в SQL. Когда в 1986 году

первый стандарт языка SQL был принят ANSI (American National Standards

Institute), официальным произношением стало [.es kju." el] - эс-кью-эл.

Несмотря на это, даже англоязычные специалисты зачастую продолкают

читать SQL как сиквел (по-русски часто говорят «эс-ку-эль») [21].

Язык SQL использует следуюшие типы даннык [22]: INTEGER - целое

число размером 4 байта. Диапазон допустимых

значений от - 2 147 483 647 до 2 147 483 647.

SMALLINT - короткое целое размером 2 байта. Диапазон

допусти-

мых значений -32 767 до 32 767.

SERIAL - специальный тип данных для ключевого агрибута. Основан

этот тип данных на типе INTEGER Основной особенностью является

наличие только одного атрибута в таблице с этим типом.

FLOAT - число с плавающей запятой размером 8 байт. SMALLFLOAT -

число с плаваюшей запятой размером 4 байта. DECIMAL - этот тип

предназначен для хранения данных с плаваю-

шей запятой, но в отличие от типа FLOAT можно регулировать

точность представления

MONEY - этот тип аналогичен типу DECIMAL, но предназначен для

хранения денежных величин. В отличие от типа DECIMAL в этом типе

имеются специальные способы форматирования, например обозначение руб.

или 5, на основе настроек операционной системы.

DATE - этот тип предна:начен для хранения даты. Так же как и для

типа MONEY, форматирование ввода и вывода для переменных

данного типа зависит от настроек операционной системы.

DATETIME - этот тип предназначен для кранения даты и времени с

точностью до долей секунд. Тип DATETIME в отличие от типа DATE может

кранить данные не только о дате, но и о времени, но он требует больше места

для хранения и обрабатывается более медленно.

CHAR и CHAR(n) - тип, предназначенный для кранения символьных

строк фиксированной длины. При помощи параметра 'п' задается длина

строки. Если параметр отсутствует, то тип CHAR описывает одиночный

симеол.

ТEХТ - тип, предназначенный для кранения символьных строк

произвольной переменной длины. В отличие от типа CHAR не имеет

практического ограничения по длине строки.

BYTE - тип, предна:наченный для кранения двоичных объектое

произвольного объема. Этот тип данных используется для хранения

исполняемых файлов, рисунков, мультимедна и т. д.

Каждый из выеперечисленных типов данных имеет свои операции и

свои значения. Но сушествует одно общее для всех типов значение «NULL»

или «не определено». В отличие от числа ноль значение «NULL» означает,

что атрибут не имеет никакого определенного значения. Во многих СУБД

имеется возможность запрешать запись значения «NULL» в некоторые ат-

атрибуты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материал, предложенный в пособии, отражает актуальную область

знаний, связанную с АСУ предприятий. В нём обоснована необходимость

применения различных систем автоматизации предприятий. Описаны ERP-,

MES- и SCADA-системы. Приведены подробные описания интерфейсов

различного типа, их классификация и технические характеристики. Большое

внимание уделено практическим вопросам топологии соединений устройств.

Представлены способы последовательной передачи в виде следующих

интерфейсов RS-232C, RS-485 и RS-422, интерфейса USB. Уделено внимание

истории создания интерфейсов, описаны протоколы передачи данных для

интерфейсов PCI-Express, IC, SATA, SPI, Wi-Fi, Ethernet.

Особый практический интерес в учебном пособии представляют

вопросы компьютерных сетей, зволюции вычислительных систем: отражена

последовательность смены поколений от систем пакетной обработки ин- фот

формации до появления локальных и глобальных сетей При описании

компьютерных сетей осноеное внимание уделено вопросам стандартизации.

Достаточно подробно отражена модель взаимодействия открытых систем

(OSI). Приведена классификация козпьютерных сетей, отражены вопросы

передачи данных на физическом уровне. Описаны основные типы линий

связи и их технические параметры. Особое внимание уделено линиям связи

на основе витой пары, коаксиальным и волоконно- оптическим кабелям.

Подробно рассмотрены методы передачи дискретных данных на физическом

уровне, приведена их классификация, отражены их преимущества и

недостатки.

Большое внимание в учебном пособии уделяется вопросам разработки

баз данных, Рассмотрены различные архитектуры н модели баз данных

Приведены примеры иерархической, сетевой и реляционной баз данных.

Особо выделены вопросы построения реляционных баз данных, описаны

основные операции над таблицами. Достаточно подробно рассмотрены

проблемы нормализации таблиц в реляционных базах данных. Описаны

СУБД MS Access и основы языка структурированных запросов SQL, история

создания этого языка, осноеные типы данных и операторы.